Ultratanka svila savršeno prigušuje buku

Istraživači s američkog Instituta tehnologije u Massachusettsu (MIT) razvili su svilenu tkaninu, jedva deblju od ljudske vlasi, koja može potisnuti neželjenu buku i smanjiti prijenos buke u velikoj prostoriji.

Tkanina sadrži posebno vlakno koje vibrira kada se na njega primijeni napon. Istraživači su iskoristili te vibracije kako bi potisnuli zvuk na dva različita načina.

U jednom, vibrirajuća tkanina stvara zvučne valove koji ometaju neželjenu buku kako bi je poništili, slično slušalicama za poništavanje buke, koje dobro funkcioniraju u malom prostoru poput vaših ušiju, ali ne rade u velikim zatvorenim prostorima poput soba ili aviona.

U drugoj tehnici, tkanina se drži mirno kako bi potisnula vibracije koje su ključne za prijenos zvuka. To sprječava prijenos buke kroz tkaninu i utišava glasnoću izvan nje. Ovaj drugi pristup omogućuje smanjenje buke u puno većim prostorima poput soba ili automobila.

Korištenjem uobičajenih materijala kao što su svila, platno i muslin, istraživači su stvorili tkanine za suzbijanje buke koje bi bile praktične za primjenu u stvarnim prostorima. Na primjer, takva se tkanina može koristiti za izradu pregrada u otvorenim radnim prostorima ili tankih zidova od tkanine koji sprječavaju prodiranje zvuka.

Primjena električnog signala na piezoelektrično vlakno uzrokuje njegovo vibriranje, što stvara zvuk. Istraživači su to pokazali svirajući Bachov "Air" koristeći svileni list od 130 mikrometara postavljen na kružni okvir.

Kako bi omogućili izravno potiskivanje zvuka, istraživači koriste zvučnik od svilene tkanine za emitiranje zvučnih valova koji destruktivno interferiraju s neželjenim zvučnim valovima. Oni kontroliraju vibracije piezoelektričnog vlakna tako da su zvučni valovi koje emitira tkanina suprotni od neželjenih zvučnih valova koji udaraju u tkaninu, što može poništiti buku.

Njihovi eksperimenti također su otkrili da mehanička svojstva tkanine i veličina njezinih pora utječu na učinkovitost stvaranja zvuka. Dok svila i muslin imaju slična mehanička svojstva, manje veličine pora svile čine je boljim zvučnikom od tkanine.

Ali efektivna veličina pora također ovisi o frekvenciji zvučnih valova. Ako je frekvencija dovoljno niska, čak i tkanina s relativno velikim porama može učinkovito funkcionirati. 

Kada su testirali svilenu tkaninu u načinu izravnog potiskivanja, istraživači su otkrili da može značajno smanjiti glasnoću zvukova do 65 decibela. U načinu potiskivanja posredovanog vibracijama, tkanina može smanjiti prijenos zvuka do 75 posto.

Istraživači sada žele istražiti korištenje svoje tkanine za blokiranje zvuka više frekvencija. To bi vjerojatno zahtijevalo složenu obradu signala i dodatnu elektroniku.

Osim toga, žele dalje proučavati arhitekturu tkanine kako bi vidjeli kako mijenjanje stvari poput broja piezoelektričnih vlakana, smjera u kojem su ušivena ili primijenjenih napona može poboljšati izvedbu.

Znanstveni rad objavljen u časopisu Advanced Materials možete pronaći na ovoj poveznici.